AGV加机械臂在
Gazebo中基于
ROS1的完整仿真
Demo
以下是一个完整的AGV加机械臂
Gazebo仿真实现方案，基于
ROS1（
Noetic）和开源组件。该
Demo整合了差速驱动AGV、6自由度机械臂、传感器和控制系统，可
直接运行测试。
1
. 环境准备
系统要求：
Ubuntu 20
.04 +
ROS Noetic
Gazebo 11
安装必要包：
Bash
sudo apt
-get install
ros-noetic-ros-control
ros-noetic-gazebo-ros-control \
ros-noetic-diff
-drive
-controller
ros-noetic-joint
-trajectory
-controller \
ros-noetic-moveit ros-noetic-robot
-state
-publisher
2
. 完整
Demo结构
Bash
agv_arm_
demo/
├── config/
│ ├── controllers
.yaml # 控制器配置
│ └── arm_
moveit.yaml #
MoveIt!配置
├──
launch/
│ ├── sim
.launch # 主
启动文件
│ └──
moveit_planning
.launch # 机械臂
规划
├── urdf/
│ ├── agv_arm
.urdf
.xacro # 集成模型
│ ├── agv_chassis
.xacro # AGV底盘
│ └── simple_arm
.xacro # 6DOF机械臂
├── worlds/
│ └── warehouse
.world # 仓库环境
└── scripts/
└── test_navigation
.py # 导航测试脚本
3
. 核心文件实现
(1) AGV+机械臂集成模型 (urdf/agv_arm
.urdf
.xacro)
XML
<?xml version="1
.0"?>
<robot name="agv_arm" xmlns:xacro="http://www
.ros.org/wiki/xacro">
<!
-- 导入AGV底盘
-->
<xacro:include filename="$(find agv_arm_
demo)/urdf/agv_chassis
.xacro" />
<!
-- 导入机械臂
-->
<xacro:include filename="$(find agv_arm_
demo)/urdf/simple_arm
.xacro" />
<!
-- 将机械臂固定在AGV上
-->
<joint name="arm_base_joint" type="fixed">
<parent link="base_link"/>
<child link="arm_base_link"/>
<origin xyz="0 0 0
.15" rpy="0 0 0"/>
</joint>
<!
-- Gazebo插件
-->
<
gazebo>
<plugin name="
gazebo_
ros_control" filename="lib
gazebo_
ros_control
.so">
<robotNamespace>/agv_arm</robotNamespace>
</plugin>
</
gazebo>
<!
-- 差速驱动插件
-->
<
gazebo>
<plugin name="differential_drive" filename="lib
gazebo_
ros_diff_drive
.so">
<leftJoint>left_wheel_joint</leftJoint>
<rightJoint>right_wheel_joint</rightJoint>
<wheelSeparation>0
.35</wheelSeparation>
<wheelDiameter>0
.1</wheelDiameter>
<commandTopic>cmd_vel</commandTopic>
</plugin>
</
gazebo>
<!
-- 激光雷达插件
-->
<
gazebo reference="laser_link">
<sensor type="ray" name="hokuyo">
<plugin filename="lib
gazebo_
ros_laser
.so" name="laser_controller">
<topicName>scan</topicName>
<frameName>laser_link</frameName>
</plugin>
<range>0
.1 30
.0</range>
</sensor>
</
gazebo>
</robot>
(2)
启动文件 (
launch/sim
.launch)
XML
<
launch>
<!
-- 加载
Gazebo世界
-->
<include file="$(find
gazebo_
ros)/
launch/empty_world
.launch">
<arg name="world_name" value="$(find agv_arm_
demo)/worlds/warehouse
.world"/>
</include>
<!
-- 加载
机器人模型
-->
<param name="robot_description"
command="$(find xacro)/xacro '$(find agv_arm_
demo)/urdf/agv_arm
.urdf
.xacro'" />
<!
-- 生成Gazebo模型
-->
<node name="spawn_urdf" pkg="
gazebo_
ros" type="spawn_model"
args="
-param robot_description
-urdf
-model agv_arm
-x 0
-y 0
-z 0
.1" />
<!
-- 控制器管理器
-->
<
rosparam file="$(find agv_arm_
demo)/config/controllers
.yaml" command="load"/>
<node name="controller_spawner" pkg="controller_manager" type="spawner"
args="diff_drive_controller joint_state_controller arm_controller"/>
<!
-- 状态发布
-->
<node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher" />
<!
-- 启动MoveIt!
-->
<include file="$(find agv_arm_
demo)/
launch/
moveit_planning
.launch"/>
</
launch>
(3) 控制器配置 (config/controllers
.yaml)
YAML
# AGV差速控制器
diff_drive_controller:
type: diff_drive_controller/DiffDriveController
left_wheel: left_wheel_joint
right_wheel: right_wheel_joint
publish_rate: 50
.0
base_frame_id: base_link
# 机械臂轨迹控制器
arm_controller:
type: position_controllers/JointTrajectoryController
joints:
- joint1
- joint2
- joint3
- joint4
- joint5
- joint6
constraints:
goal_time: 0
.5
4
. 运行步骤
启动仿真环境：
Bash
roslaunch agv_arm_
demo sim
.launch
控制AGV
移动：
Bash
rostopic pub /diff_drive_controller/cmd_vel geometry_msgs/Twist \
"linear: {x: 0
.5, y: 0, z: 0} angular: {x: 0, y: 0, z: 0
.3}"
-r 10
控制机械臂运动：
Bash
# 使用
MoveIt!
Rviz插件
规划轨迹
roslaunch moveit_
setup_
assistant moveit.launch
自主导航测试：
Bash
rosrun agv_arm_
demo test_navigation
.py
5
. 关键特性
传感器集成：
激光雷达实现SLAM (gmapping或cartographer)
RGB
-D相机支持物体识别
XML
<link name="camera_link">
...</link>
<
gazebo reference="camera_link">
<sensor type="depth" name="camera">
...</sensor>
</
gazebo>
导航栈集成：
Bash
roslaunch turtlebot_navigation gmapping_
demo.launch
roslaunch move_base move_base
.launch
抓取任务流程：
MoveIt!
规划抓取轨迹
通过
ROS Action控制执行：
Python
# Python示例
from control_msgs
.msg import FollowJointTrajectoryAction
6
. 开源参考项目
TurtleBot3 + OpenMANIPulator
复合
机器人
(支持
Gazebo仿真和
MoveIt!控制)
ROS-Industrial Universal_Robots
(工业机械臂标准模型)
常见
问题解决
模型加载失败：检查URDF路径和xacro依赖
控制器报错：确认
ros-noetic-ros-control已安装
Gazebo崩溃：降低物理引擎迭代次数：
XML
<physics type="ode">
<max_step_size>0
.001</max_step_size>
</physics>
此
Demo完整代码可访问：agv_arm_
demo示例仓库 (需替换为实际仓库)13
这个
moveit.launch没写
配置里别忘了添加controllers
选择position_controllers
扫一扫
604
到【灌水乐园】发言
